Hvala vam što ste posjetili Nature.com. Verzija pretraživača koju koristite ima ograničenu podršku za CSS. Za najbolje iskustvo, preporučujemo da koristite ažurirani pretraživač (ili isključite način kompatibilnosti u Internet Exploreru). U međuvremenu, kako bismo osigurali kontinuiranu podršku, prikazat ćemo stranicu bez stilova i JavaScripta.
Uzimajući nagib željezničke pruge Sui-Chongqing kao predmet istraživanja, otpornost tla, elektrohemiju tla (potencijal korozije, redoks potencijal, potencijalni gradijent i pH), anjone tla (ukupne rastvorljive soli, Cl-, SO42- i) i ishranu tla. (Sadržaj vlage, organska tvar, raspoloživi azot i azot u loncu, raspoloživi azot, alkalij). različitim nagibima, stepen korozije se ocjenjuje prema pojedinačnim pokazateljima i sveobuhvatnim pokazateljima umjetnog tla. U poređenju sa drugim faktorima, voda ima najveći utjecaj na koroziju zaštitne mreže nagiba, zatim sadržaj aniona. Ukupna rastvorljiva sol ima umjereni učinak na koroziju mreže za zaštitu nagiba, a stepen korozivne zaštite od korozije ima umjereno djelovanje na struju korozije. uzorci su sveobuhvatno procijenjeni, a korozija na gornjoj padini bila je umjerena, a korozija na srednjim i donjim padinama jaka. Organska tvar u tlu je bila u značajnoj korelaciji sa potencijalnim gradijentom. Raspoloživi dušik, raspoloživi kalij i raspoloživi fosfor su u značajnoj korelaciji sa anionima. Raspodjela nutrijenata u tlu je direktno povezana sa tipom ishrane.
Prilikom izgradnje željezničkih pruga, autoputeva i vodoprivrednih objekata, planinski otvori su često neizbježni. Zbog planina na jugozapadu, kineska željeznička izgradnja zahtijeva dosta iskopavanja planine. Uništava prvobitno tlo i vegetaciju, stvarajući otkrivene kamenite padine. Ova situacija dovodi do odrona, a samim tim i bezbjednosti saobraćaja na putevima. , posebno nakon potresa u Wenchuanu 12. maja 2008. Klizišta su postala široko rasprostranjena i ozbiljna zemljotresna katastrofa1.U procjeni 2008. godine 4.243 kilometra ključnih magistralnih puteva u provinciji Sichuan, bilo je 1.736 teških katastrofa potresa u koritama puteva i potpornim zidovima na nagibu, što je činilo 39,76% ukupne dužine procjene. Direktni ekonomski gubici od oštećenja na cestama pokazuju da je šteta na cestama premašila 52 milijarde primjera geobal-ha. opasnosti mogu trajati najmanje 10 godina (potres na Tajvanu) pa čak i 40-50 godina (Kanto zemljotres u Japanu)4,5.Gradijent je glavni faktor koji utiče na opasnost od potresa6,7.Stoga je potrebno održavati nagib puta i ojačati njegovu stabilnost.Biljke igraju nezamjenjivu ulogu i zaštitu običnih nagiba u predjelu kamenja8. nemaju akumulaciju hranljivih faktora kao što su organska materija, azot, fosfor i kalijum, i nemaju okruženje tla neophodno za rast vegetacije. Zbog faktora kao što su veliki nagibi i erozija kiše, zemljište se lako gubi. Okruženje na kosinama je oštro, nema potrebnih uslova za rast biljaka, a materijal za zaštitu nagiba ne podržava stabilnost nagiba, tako da nema stabilnosti nagiba. uobičajena tehnologija ekološke sanacije nagiba u mojoj zemlji. Umjetna zemlja koja se koristi za prskanje sastoji se od lomljenog kamena, poljoprivrednog zemljišta, slame, složenog gnojiva, sredstva za zadržavanje vode i ljepila (obično korištena ljepila uključuju Portland cement, organsko ljepilo i emulgator asfalta. U određenom postupku se postavlja tehnička žica, a zatim fiksira žica za stijene) u određenom postupku. zakovice i sidreni vijci i na kraju posebnom prskalicom poprskati umjetnu zemlju koja sadrži sjemenke po padini. Uglavnom se koristi metalna mreža u obliku dijamanta 14# koja je potpuno pocinčana, sa standardom mreže 5cm×5cm i prečnikom od 2mm.Metalna mreža omogućava formiranje metalne ploče koja se može kositi na površini kamena. il, jer je samo tlo elektrolit, a stepen korozije zavisi od karakteristika tla. Procjena faktora korozije tla je od velikog značaja za procjenu erozije metalne mreže izazvane tlom i otklanjanje opasnosti od klizišta.
Vjeruje se da korijenje biljaka igra ključnu ulogu u stabilizaciji padina i kontroli erozije10,11,12,13,14. Za stabilizaciju padina od plitkih klizišta, vegetacija se može koristiti jer korijenje biljaka može popraviti tlo kako bi spriječilo klizišta15,16,17. biljaka koje djeluju kao ojačavajuće gomile u tlu. Razvoj obrazaca arhitekture korijena vođen je genima, a okoliš tla igra odlučujuću ulogu u ovim procesima. Korozija metala varira u zavisnosti od okoliša tla20. Stepen korozije metala u tlu može varirati od prilično brzog rastvaranja do zanemarljivog utjecaja21. Vještačka interakcija između stvarnog i prirodnog okruženja je vrlo različita, tako da je interakcija između stvarnog i prirodnog okruženja vrlo različita. razni organizmi kroz desetine miliona godina22,23,24. Prije nego što drvenasta vegetacija formira stabilan korijenski sistem i ekosistem, da li metalna mreža u kombinaciji sa kamenim nagibom i vještačkim tlom može bezbedno da funkcioniše direktno je povezana sa razvojem prirodne ekonomije, bezbednošću života i poboljšanjem ekološkog okruženja.
Međutim, korozija metala može dovesti do velikih gubitaka. Prema istraživanju sprovedenom u Kini ranih 1980-ih o hemijskim mašinama i drugim industrijama, gubici uzrokovani korozijom metala su činili 4% ukupne izlazne vrednosti. Zbog toga je od velikog značaja proučavanje mehanizma korozije i preduzimanje zaštitnih mera za izgradnju tečnog mikroorganskog sistema. predmeti mogu korodirati materijale, a lutajuće struje također mogu uzrokovati koroziju. Stoga je važno spriječiti koroziju metala zakopanih u tlu. Trenutno se istraživanje korozije zakopanog metala uglavnom fokusira na (1) faktore koji utiču na koroziju zakopanog metala25;(2) metode zaštite metala26,27;(3) metode procjene stepena korozije metala28;Korozija u različitim medijima. Međutim, sva tla u istraživanju bila su prirodna i prošla su dovoljne procese formiranja tla. Međutim, nema izvještaja o vještačkoj eroziji tla na željezničkim stijenama.
U poređenju sa drugim korozivnim medijima, veštačko tlo ima karakteristike nelikvidnosti, heterogenosti, sezonskosti i regionalnosti. Korozija metala u veštačkim tlima je uzrokovana elektrohemijskim interakcijama između metala i veštačkog tla. Pored urođenih faktora, brzina korozije metala zavisi i od okolnog sadržaja, količine kiseonika, ukupan sadržaj metala, ukupan sadržaj korozije metala ili koroziona koroziona faktora utiče na različite faktore. sadržaj soli, sadržaj anjona i metalnih jona, pH, mikrobi tla30,31,32.
U 30 godina prakse postavlja se pitanje kako trajno očuvati vještačko tlo na kamenitim padinama33. Na nekim padinama grmlje ili drveće ne može rasti nakon 10 godina ručne njege zbog erozije tla. Prljavština s površine metalne mreže se na pojedinim mjestima isprala. Zbog korozije je došlo do napukline i prisutnih metalnih čestica ispod mene. istraživanje korozije na nagibu željezničke pruge uglavnom se fokusira na koroziju mreže uzemljenja željezničke trafostanice, koroziju lutajućih struja koju stvara laka željeznica, i koroziju željezničkih mostova34,35, kolosijeka i druge opreme za vozila36. Nije bilo izvještaja o koroziji željezničke kosine zaštite nagiba, tako da ovaj rad proučava fizička svojstva metalne mreže i elektrohemijsku umjetnost sl. Suiyu željeznice, s ciljem predviđanja korozije metala procjenom svojstava tla i pružanja teorijske i praktične osnove za obnovu ekosistema tla i umjetnu restauraciju. Nagib vještački.
Testno mjesto se nalazi u brdovitom području Sichuana (30°32′N, 105°32′E) u blizini željezničke stanice Suining. Područje se nalazi u sredini Sečuanskog basena, sa niskim planinama i brdima, sa jednostavnom geološkom strukturom i ravnim terenom. se uglavnom sastoji od ljubičastog pijeska i muljnog kamena. Integritet je loš, a stijena je blokovita struktura. Područje istraživanja ima suptropsku vlažnu monsunsku klimu sa sezonskim karakteristikama ranog proljeća, vrućeg ljeta, kratke jeseni i kasne zime. Padavine su obilne, svjetlosnih i toplinskih resursa u izobilju, period bez mraza je dug, prosječna temperatura je 285 mil°C, prosječna godišnja temperatura je 4 mil°C. Najtopliji mjesec (avgust) je 27,2°C, a ekstremna maksimalna temperatura je 39,3°C. Najhladniji mjesec je januar (prosječna temperatura je 6,5°C), ekstremna minimalna temperatura je -3,8°C, a prosječna godišnja količina padavina je 920 mm, uglavnom koncentrisanih u julu i avgustu.Udio padavina u svakom godišnjem dobu je 19-21%, 51-54%, 22-24% i 4-5% respektivno.
Istraživačko mjesto je nagib od oko 45° na padini željezničke pruge Yu-Sui izgrađene 2003. U aprilu 2012. okrenuto je prema jugu u krugu od 1 km od željezničke stanice Suining.Kao kontrola korišćena je prirodna kosina. Ekološka obnova kosine usvaja stranu tehnologiju prskanja tla za ekološku obnovu. Prema visini bočne kosine pruge, nagib se može podeliti na uzbrdicu, srednju i nizbrdicu (slika 2). Pošto je debljina kosine oko 10 cm, tako da je debljina usjeka oko 10 cm. rosion proizvoda metalne mreže tla, koristimo samo lopatu od nehrđajućeg čelika da uzmemo površinu tla 0-8 cm. Četiri ponavljanja su postavljena za svaki položaj nagiba, sa 15-20 nasumičnih tačaka uzorkovanja po ponavljanju. Svaka replika je mješavina od 15-20 nasumično određenih od S-oblika linije do uzorkovanja svježih tačaka uzorkovanja. polietilenske vrećice sa zatvaračem za preradu. Zemljište se prirodno suši na zraku, a šljunak i životinjski i biljni ostaci se pokupe, usitne štapom od ahata i prosejaju pomoću najlonskog sita od 20 mesh, 100 mesh, osim krupnih čestica.
Otpornost tla je izmjerena testerom otpornosti uzemljenja VICTOR4106 proizvođača Shengli Instrument Company;na terenu je mjerena otpornost tla;vlaga tla je mjerena metodom sušenja. Prenosni digitalni mv/pH instrument DMP-2 ima visoku ulaznu impedanciju za mjerenje potencijala korozije tla. Gradijent potencijala i redoks potencijal određivani su prenosnim digitalnim mv/pH DMP-2, ukupna rastvorljiva sol u tlu određena je metodom ostatka hlorida, pa je određen sadržaj hlorida ti NO3 metodom g. Sadržaj il sulfata je određen indirektnom metodom titracije EDTA, metodom dvostruke indikatorske titracije za određivanje karbonata i bikarbonata tla, oksidacijom kalijevog dihromata, metodom zagrijavanja za određivanje organske tvari tla, metodom difuzije alkalnog rastvora za određivanje azota alkalne hidrolize tla, H2SO4-HClO4 dostupnom metodom Mo-Sb soph i digestijom u tlu. Olsen metodom (0,05 mol/L rastvora NaHCO3 kao ekstraktanta), a ukupni sadržaj kalijuma u tlu određen je fuziono-plamenskom fotometrijom natrijum hidroksida.
Eksperimentalni podaci su prvobitno sistematizovani. SPSS Statistics 20 je korišćen za izvođenje srednje vrednosti, standardne devijacije, jednosmerne ANOVA i analize ljudske korelacije.
Tabela 1 prikazuje elektromehanička svojstva, anjone i nutrijente tla sa različitim nagibima. Potencijal korozije, otpornost tla i gradijent potencijala istok-zapad na različitim padinama su svi značajni (P < 0,05). Redox potencijali nizbrdice, srednjeg nagiba i prirodnog nagiba su značajni (P < 0,0,05 potencijala potencijalnog gradijenta koji gradijent, okomito). je uzbrdica>niz nagib>srednji nagib. pH vrijednost tla je bila redom nizbrdo>uzbrdo>srednja padina>prirodni nagib. Ukupna rastvorljiva sol, prirodni nagib je bio značajno veći od nagiba željezničke pruge (P < 0,05). Ukupni sadržaj rastvorljive soli u nagibu željezničke pruge trećeg stepena je iznad 500 mg organske soli, tako da je ukupna količina soli u zemljištu iznad 500 mg/kg. c sadržaj materije bio je najveći na prirodnoj padini, a najmanji na nizbrdici (P < 0,05). Ukupni sadržaj dušika bio je najveći na srednjoj padini, a najmanji na uzbrdici;raspoloživi sadržaj dušika bio je najveći na nizbrdici i srednjoj padini, a najmanji na prirodnoj padini;ukupni sadržaj azota na uzbrdici i nizbrdici pruge je bio manji, ali je raspoloživi sadržaj azota bio veći. Ovo ukazuje da je brzina organske mineralizacije azota uzbrdo i nizbrdo brza. Dostupni sadržaj kalijuma je isti kao i raspoloživi fosfor.
Otpornost tla je indeks koji pokazuje električnu provodljivost i osnovni parametar za procjenu korozije tla. Faktori koji utječu na otpornost tla uključuju sadržaj vlage, ukupni sadržaj rastvorljive soli, pH, teksturu tla, temperaturu, sadržaj organske tvari, temperaturu tla i nepropusnost. koji se koriste u raznim zemljama. Tabela 1 prikazuje kriterije ocjene korozivnosti za svaki pojedinačni indeks37,38.
Prema rezultatima ispitivanja i standardima u mojoj zemlji (Tablica 1), ako se korozivnost tla procjenjuje samo otpornošću tla, tlo na uzbrdici je vrlo korozivno;tlo na nizbrdici je umjereno korozivno;korozivnost tla na srednjoj padini i prirodnom nagibu je relativno niska slaba.
Otpornost tla na uzbrdici je znatno niža nego na ostalim dijelovima padine, što može biti uzrokovano kišnom erozijom. Gornji sloj tla na uzbrdici teče na srednju padinu sa vodom, tako da je metalna zaštitna mreža za padinu blizu gornjeg sloja tla. Neke od metalnih mreža su bile izložene, pa čak i suspendovane na terenu (Sl. Resistist je suspendovan na lokaciji; S).razmak gomila je 3m;Dubina zabijanja šipova bila je ispod 15 cm. Gola metalna mreža i oljuštena hrđa mogu ometati rezultate mjerenja. Stoga je nepouzdano procjenjivati ​​korozivnost tla samo indeksom otpornosti tla. U sveobuhvatnoj procjeni korozije, otpornost tla na uzbrdici se ne uzima u obzir.
Zbog visoke relativne vlažnosti, višegodišnji vlažni zrak u području Sečuana uzrokuje da metalna mreža izložena zraku korodira ozbiljnije od metalne mreže zakopane u tlu39. Izlaganje žičane mreže zraku može rezultirati smanjenim vijekom trajanja, što može destabilizirati tla uzbrdo. Gubitak tla može otežati biljkama, a posebno otežati rast drveća, a posebno otežati rast biljaka. korijenski sistem uzbrdo kako bi se učvrstilo tlo. Istovremeno, rast biljaka također može poboljšati kvalitetu tla i povećati sadržaj humusa u tlu, koji ne samo da može zadržati vodu, već i pružiti dobro okruženje za rast i reprodukciju životinja i biljaka, čime se smanjuje gubitak tla. Zbog toga, u ranoj fazi izgradnje, treba sijati više drvenastih sjemenki, a zatim prekrivati ​​sredstvom za zaštitu i prekriti slojem za zaštitu od vode. smanjiti eroziju tla uz padinu kišnicom.
Potencijal korozije je važan faktor koji utiče na koroziju zaštitne mreže na kosini na tri nivoa, a najveći uticaj ima na uzbrdici (tabela 2). U normalnim uslovima, potencijal korozije se ne menja mnogo u datom okruženju. Primetna promena može biti uzrokovana lutajućim strujama. Lutajuće struje se odnose na struje 40, 424, 24, 40, 40, 40, 24, 24 Sa razvojem transportnog sistema, železnički transportni sistem moje zemlje je postigao veliku elektrifikaciju, a korozija zakopanih metala uzrokovana curenjem jednosmerne struje iz elektrificiranih železnica se ne može zanemariti. Trenutno se gradijent potencijala tla može koristiti za određivanje da li tlo sadrži poremećaje lutajuće struje. struja je mala;kada je gradijent potencijala u rasponu od 0,5 mv/m do 5,0 mv/m, lutajuća struja je umjerena;kada je potencijalni gradijent veći od 5,0 mv/m , nivo lutajuće struje je visok. Plutajući opseg gradijenta potencijala (EW) srednjeg nagiba, uzlaznog i donjeg nagiba prikazan je na slici 3. U smislu plutajućeg raspona, postoje umjerene lutajuće struje u smjeru istok-izlaz, a bitna je struja istok-vaster, a sjever-zapad je važna struja sjever-zapad. faktor koji utječe na koroziju metalnih mreža na srednjem nagibu i nizbrdici, posebno na srednjem nagibu.
Generalno, redoks potencijal tla (Eh) iznad 400 mV ukazuje na sposobnost oksidacije, iznad 0-200 mV je srednja redukcijska sposobnost, a ispod 0 mV je velika redukcijska sposobnost. Što je redoks potencijal tla niži, to je veća sposobnost korozije mikroorganizama tla na metale. redoks potencijal tla tri kosine bio je veći od 500 mv, a stepen korozije je bio vrlo mali. To pokazuje da je stanje ventilacije tla na padinama dobro, što ne pogoduje koroziji anaerobnih mikroorganizama u tlu.
Prethodne studije su otkrile da je utjecaj pH tla na eroziju tla očigledan. Sa fluktuacijom pH vrijednosti, stopa korozije metalnih materijala je značajno pogođena. PH tla je usko povezan s površinom i mikroorganizmima u tlu45,46,47.Uopšteno govoreći, utjecaj pH vrijednosti tla na koroziju tla nije očigledan. su svi alkalni, tako da je uticaj pH na koroziju metalne mreže slab.
Kao što se vidi iz tabele 3, korelacionom analizom se vidi da su redoks potencijal i položaj nagiba značajno pozitivno korelirani (R2 = 0,858), potencijal korozije i gradijent potencijala (SN) su značajno pozitivno povezani (R2 = 0,755), a redoks potencijal i gradijent potencijala (SN) (7R2 = 05 u značajnoj pozitivnoj korelaciji).Postojala je značajna negativna korelacija između potencijala i pH (R2 = -0,724). Položaj nagiba je u značajnoj pozitivnoj korelaciji sa redoks potencijalom. Ovo pokazuje da postoje razlike u mikrookruženju različitih položaja nagiba, a mikroorganizmi u tlu su usko povezani sa redoks potencijalom48, 49, 50. Ovaj redoks potencijal je značajno distancirao od redoks potencijala i E1. ne mijenja se uvijek sinhrono tokom redoks procesa tla, ali je imao negativnu linearnu vezu. Potencijal korozije metala može predstavljati relativnu sposobnost dobivanja i gubitka elektrona. Iako je potencijal korozije značajno pozitivno koreliran s gradijentom potencijala (SN), gradijent potencijala može biti uzrokovan lakim gubitkom elektrona metalom.
Ukupni sadržaj rastvorljive soli u tlu je usko povezan sa korozivnošću tla. Uopšteno govoreći, što je veći salinitet tla, to je niži otpor tla, čime se povećava otpor tla. U elektrolitima u tlu, ne samo anjoni i različiti rasponi, već i korozioni uticaji su uglavnom karbonati, hloridi i sulfati. Osim toga, kao što je ukupan sadržaj korozije i sulfata, utiče na ukupan sadržaj tako i drugih faktora soli. efekat elektrodnog potencijala u metalima i rastvorljivost kiseonika u zemljištu53.
Većina rastvorljivih soli disociranih jona u tlu ne sudjeluje direktno u elektrohemijskim reakcijama, ali utječe na koroziju metala kroz otpornost tla. Što je veći salinitet tla, to je jača provodljivost tla i jača erozija tla. Sadržaj saliniteta tla na prirodnim padinama je znatno veći nego na željezničkim padinama, što može biti prirodno zbog vegetacije. i očuvanje vode. Drugi razlog može biti taj što je prirodna padina doživjela zrelo formiranje tla (matični materijal tla koji je nastao trošenjem stijena), ali je tlo na željezničkoj kosini sastavljeno od fragmenata lomljenog kamena kao matrice “vještačkog tla” i nije prošlo dovoljan proces formiranja tla.Minerali se ne oslobađaju. Osim toga, joni soli u dubokom tlu prirodnih padina podigli su se kapilarnim djelovanjem tokom površinskog isparavanja i akumulirali se u površinskom tlu, što je rezultiralo povećanjem sadržaja iona soli u površinskom tlu. Debljina tla na kosini željezničke pruge je manja od 20 cm, što za posljedicu ima nemogućnost površinskog sloja soli da tako nadopuni tlo.
Pozitivni joni (kao što su K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+, itd.) imaju mali uticaj na koroziju tla, dok anjoni igraju značajnu ulogu u elektrohemijskom procesu korozije i imaju značajan uticaj na koroziju metala. Cl− može ubrzati koroziju anode i najkorozivniji je anion;što je veći sadržaj Cl−, to je jača korozija tla.SO42− ne samo da potiče koroziju čelika, već i uzrokuje koroziju u nekim betonskim materijalima54.Takođe korodira gvožđe.U nizu eksperimenata na kiselom tlu, utvrđeno je da je stopa korozije proporcionalna kiselosti tla55.Klorid i sulfat koji mogu direktno ubrzati metalne soli koje mogu da ubrzavaju glavne komponente metala. korozijski gubitak težine ugljeničnog čelika u alkalnim tlima gotovo je proporcionalan dodatku hloridnih i sulfatnih jona56,57.Lee et al.otkrili da SO42- može spriječiti koroziju, ali podsticati razvoj korozivnih jama koje su se već formirale58.
Prema standardu za procjenu korozivnosti tla i rezultatima ispitivanja, sadržaj kloridnih jona u svakom uzorku tla na padini bio je iznad 100 mg/kg, što ukazuje na jaku korozivnost tla. Sadržaj sulfatnih jona i na uzbrdici i na padinama bio je iznad 200 mg/kg i ispod 500 mg/kg, a tlo je bilo umjereno niže od korozije u tlu. , a korozija tla je slaba. Kada medij tla sadrži visoku koncentraciju, on će sudjelovati u reakciji i proizvesti korozijski kamenac na površini metalne elektrode, čime se usporava reakcija korozije. Kako koncentracija raste, kamenac se može iznenada slomiti, čime se uvelike ubrzava stopa korozije;kako koncentracija nastavlja rasti, skala korozije prekriva površinu metalne elektrode, a stopa korozije ponovo pokazuje trend usporavanja59. Studija je pokazala da je količina u tlu bila niža i stoga je imala mali utjecaj na koroziju.
Prema tablici 4, korelacija između nagiba i anjona tla pokazala je da postoji značajna pozitivna korelacija između nagiba i jona klorida (R2=0,836), te značajna pozitivna korelacija između nagiba i ukupnih topljivih soli (R2=0,742).
Ovo sugerira da površinsko otjecanje i erozija tla mogu biti odgovorni za promjene u ukupnim rastvorljivim solima u tlu. Postojala je značajna pozitivna korelacija između ukupnih rastvorljivih soli i kloridnih jona, što može biti zato što su ukupne rastvorljive soli skup kloridnih jona, a sadržaj ukupnih rastvorljivih soli određuje sadržaj kloridnih jona u kojima možemo utvrditi razliku rastvora klorida u kojoj možemo utvrditi razliku. metalni mrežasti dio.
Organska materija, ukupni azot, raspoloživi azot, raspoloživi fosfor i raspoloživi kalijum su osnovne hranljive materije u zemljištu, koje utiču na kvalitet zemljišta i apsorpciju hranljivih materija od strane korenovog sistema. Hranljive materije u tlu su važan faktor koji utiče na mikroorganizme u zemljištu, pa je vredno proučiti da li postoji korelacija između hranljivih materija metala i metala u tlu. što znači da je vještačko tlo doživjelo samo 9 godina akumulacije organske tvari. Zbog specifičnosti umjetnog tla, potrebno je dobro razumjeti hranjive tvari u vještačkom tlu.
Istraživanja pokazuju da je sadržaj organske materije najveći u zemljištu prirodnog nagiba nakon cjelokupnog procesa formiranja tla. Sadržaj organske tvari u tlu niskog nagiba bio je najmanji. Zbog utjecaja vremenskih uvjeta i površinskog oticanja, hranjive tvari tla će se akumulirati na srednjem i nižem nagibu, formirajući debeli sloj humusa. koje predstavljaju mikroorganizmi. Anketom je utvrđeno da je pokrivenost vegetacijom na srednjim i nizbrdskim padinama i raznovrsnost visoka, ali je homogenost niska, što može dovesti do neravnomjerne raspodjele površinskih hranjivih tvari. Debeli sloj humusa zadržava vodu i zemljišni organizmi su aktivni. Sve to ubrzava razgradnju organske tvari u tlu.
Sadržaj alkalno-hidrolizovanog azota u prugama na uzbrdici, srednjim i nizbrdičnim nagibima bio je veći od onog na prirodnoj kosini, što ukazuje na to da je stopa mineralizacije organskog azota na pasini pruge bila znatno veća od one na prirodnoj padini. Što su čestice manje, to je nestabilnija struktura tla, to je veća tvar u tlu, to je lakše razgrađivati ​​organizam u organizmu. bazen mineralizovanog organskog azota60,61. U skladu sa rezultatima 62 studije, sadržaj sitnih čestica agregata u tlu železničkih padina bio je znatno veći od onog na prirodnim kosinama. Zbog toga se moraju preduzeti odgovarajuće mere za povećanje sadržaja đubriva, organske materije i azota u tlu, kako bi se poboljšala površina tla i stanje tla. Fosfor i raspoloživi kalijum uzrokovani površinskim otjecanjem činili su 77,27% do 99,79% ukupnog gubitka nagiba željezničke pruge. Površinsko otjecanje može biti glavni pokretač dostupnog gubitka hranjivih tvari u zemljištima na padinama63,64,65.
Kao što je prikazano u tabeli 4, postojala je značajna pozitivna korelacija između položaja nagiba i raspoloživog fosfora (R2=0,948), a korelacija između položaja nagiba i raspoloživog kalijuma je bila ista (R2=0,898). To pokazuje da položaj nagiba utiče na sadržaj dostupnog fosfora i raspoloživog kalijuma u tlu.
Gradijent je važan faktor koji utječe na sadržaj organske tvari u tlu i obogaćivanje dušikom66, a što je manji gradijent, to je veća stopa obogaćivanja. Za obogaćivanje tla hranjivim tvarima, gubitak hranjivih tvari je oslabljen, a utjecaj položaja nagiba na sadržaj organske tvari u tlu i ukupno obogaćivanje dušikom nije bio očigledan. Uticaj na fiksaciju dostupnog fosfora i raspoloživog kalijuma u tlu. Stoga je postojala značajna korelacija između položaja nagiba i dostupnog fosfora, te položaja nagiba i raspoloživog kalijuma.
Kako bi se razjasnila veza između nutrijenata u tlu i korozije tla, potrebno je analizirati korelaciju. Kao što je prikazano u Tabeli 5, redoks potencijal je u značajnoj negativnoj korelaciji sa raspoloživim dušikom (R2 = -0,845) i značajno pozitivno povezan sa dostupnim fosforom (R2 = 0,842) i raspoloživim potencijalom kalija (R2ox red, 09 0x09). na koju obično utiču neka fizička i hemijska svojstva tla, a zatim utiče na niz svojstava tla. Stoga je važan faktor u određivanju smjera transformacije nutrijenata u tlu.67. Različiti redoks kvaliteti mogu rezultirati različitim stanjima i dostupnošću nutritivnih faktora. Stoga, redoks potencijal ima značajnu korelaciju sa raspoloživim potencijalnim nitrogenom.
Pored svojstava metala, potencijal korozije je također povezan sa svojstvima tla. Potencijal korozije je bio u značajnoj negativnoj korelaciji s organskom tvari, što ukazuje da je organska tvar imala značajan utjecaj na potencijal korozije. Osim toga, organska tvar je također značajno negativno korelirala sa potencijalnim gradijentom (SN) (R2=-0,713) i sulfatnim jonom (R2=-0,713) i sulfatnim jonom (R2=-07) koji također utječe na sadržaj sulfata u organskoj tvari i sadržaj potencijala u organskoj tvari. ..Postojala je značajna negativna korelacija između pH tla i raspoloživog kalijuma (R2 = -0,728).
Raspoloživi dušik je u značajnoj negativnoj korelaciji sa ukupnim rastvorljivim solima i hloridnim ionima, a raspoloživi fosfor i raspoloživi kalij u značajnoj pozitivnoj korelaciji sa ukupnim rastvorljivim solima i hloridnim ionima. To je ukazivalo da je raspoloživi sadržaj nutrijenata značajno uticao na količinu ukupnih rastvorljivih soli i jona klorida u zemljištu, a ne na akumulaciju azota i akumulacije nutrijenata u zemljištu. je značajno negativno korelirao sa sulfatnim ionom, a značajno pozitivno korelirao sa bikarbonatom, što ukazuje da je ukupni dušik utjecao na sadržaj sulfata i bikarbonata. Biljke imaju malu potražnju za sulfatnim ionima i bikarbonatnim ionima, tako da je većina njih slobodna u tlu ili se apsorbira u zemljišnim koloidima. il. Stoga je odgovarajuće povećanje sadržaja raspoloživog dušika i humusa u tlu korisno za smanjenje korozivnosti tla.
Tlo je sistem složenog sastava i svojstava.Korozivnost tla je rezultat sinergijskog djelovanja mnogih faktora.Stoga se za procjenu korozivnosti tla općenito koristi sveobuhvatna metoda procjene. Uz pozivanje na “Kodeks za geotehnička inženjerska istraživanja” (GB50021-94) i metode ispitivanja kineske mreže za ispitivanje korozije tla, stepen korozije tla može se sveobuhvatno procijeniti prema sljedećim standardima korozije slaba, ako korozija nije slaba, (1) ili jaka korozija;(2) ako nema jake korozije, ocjenjuje se kao umjerena korozija;(3) ako postoji jedno ili dva mjesta jake korozije, ocjenjuje se kao jaka korozija;(4) ako postoje 3 ili više mjesta jake korozije, ocjenjuje se kao jaka korozija za jaku koroziju.
Prema otpornosti tla, redoks potencijalu, sadržaju vode, sadržaju soli, pH vrijednosti i Cl- i SO42- sadržaju, stepen korozije uzoraka tla na različitim padinama je sveobuhvatno procijenjen. Rezultati istraživanja pokazuju da su tla na svim padinama visoko korozivna.
Potencijal korozije je važan faktor koji utječe na koroziju mreže za zaštitu nagiba. Potencijali korozije tri nagiba su svi niži od -200 mv, što ima najveći utjecaj na koroziju metalne mreže uzbrdo. Gradijent potencijala se može koristiti za procjenu veličine lutajuće struje u tlu. Lutajuća struja je važan faktor korozije na srednjem nagibu metala s, a posebno je važan faktor korozije na srednjem nagibu. es. Ukupni sadržaj rastvorljive soli u tlima gornjih, srednjih i donjih padina bio je iznad 500 mg/kg, a korozivni efekat na zaštitnu mrežu padina bio je umeren. Sadržaj vode u tlu je važan faktor koji utiče na koroziju metalnih mreža na srednjim i nizbrdičnim padinama, a ima i veći uticaj na zaštitu od korozije na kosinama u najvećoj meri. navodeći da postoje česte mikrobne aktivnosti i brz rast biljaka.
Istraživanja pokazuju da su potencijal korozije, potencijalni gradijent, ukupni sadržaj rastvorljive soli i sadržaj vode glavni faktori koji utiču na koroziju tla na tri kosine, a korozivnost tla se ocjenjuje kao jaka. Korozija mreže za zaštitu kosina je najozbiljnija na srednjoj kosini, što predstavlja referencu za antikorozivni dizajn željezničke pruge i organizacionog dodavanja mreže za zaštitu nagiba. koroziju tla, olakšavaju rast biljaka i konačno stabiliziraju nagib.
Kako citirati ovaj članak: Chen, J. et al.Efekti sastava tla i elektrohemije na koroziju mreže kamenih padina duž kineske željezničke pruge.science.Rep.5, 14939;doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Dinamičke karakteristike nagiba željezničke podloge pod utjecajem potresa.prirodna katastrofa.69, 219–235 (2013).
Sui Wang, J. et al. Analiza tipičnih oštećenja autoputeva od zemljotresa u Wenchuan potresom pogođenom području provincije Sichuan [J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Analiza seizmičkih oštećenja i protumjere mostova na autoputu u Wenchuan zemljotresu. Kineski časopis za mehaniku stijena i inženjerstvo.28, 1377–1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY & Liu, CC Uticaj potresa Chichi na klizišta izazvana naknadnim padavinama u centralnom Tajvanu.Engineering Geology.86, 87–101 (2006).
Koi, T. et al. Dugoročni efekti klizišta izazvanih zemljotresom na proizvodnju sedimenta u planinskoj slivu: regija Tanzawa, Japan.geomorphology.101, 692–702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. Pregled istraživanja analize seizmičke stabilnosti geotehničkih padina. Earthquake Engineering and Engineering Vibration.25, 164–171 (2005).
Yue Ping, Istraživanje o geološkim opasnostima uzrokovanim potresom u Wenchuanu u Sečuanu.Časopis za inženjersku geologiju 4, 7–12 (2008).
Ali, F. Zaštita padina vegetacijom: mehanika korijena nekih tropskih biljaka. International Journal of Physical Sciences.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Topografski efekti na tropske niske planinske šume pod različitim geološkim uslovima u planini Kinabalu, Borneo.Plant Ecology.159, 35–49 (2002).
Stokes, A. et al. Idealne karakteristike korijena biljaka za zaštitu prirodnih i projektovanih padina od klizišta. Biljke i tla, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Efekti korijena trave na erodibilnost gornjeg sloja tla tokom koncentrisanog toka. Geomorfologija 76, 54–67 (2006).